二连盆地马尼特坳陷巴润地段铀成矿特征

陈霜　王文旭　彭云彪　黄锵俯

摘要：二连盆地是在海西运动所形成的兴蒙弧形造山带东翼内侧所发育的断陷盆地，是中国重要的含油气和含煤盆地，也是铀矿的主要赋存盆地。马尼特坳陷巴润地段位于二连盆地中部，是二连盆地最主要的产铀地段之一。笔者通过分析巴润地段的构造特征、地层特征、沉积相特征，研究其地质、地球物理特性，总结了巴润地段铀成矿控制因素、铀成矿特征、矿体特征，为今后二连盆地古河谷砂岩型铀矿找矿提供了方向。

关键词：马尼特坳陷；古河谷型；赛汉组；铀成矿作用

1.前言

二连盆地位于内蒙古的中北部边陲，是在天山一兴蒙华力西褶皱系基础上发育的中新生代内陆盆地。马尼特坳陷位于二连盆地中部，是一个大型的次级坳陷，呈北东向展布，是二连盆地最主要的铀矿赋存坳陷之一。研究区巴润地段位于马尼特坳陷西部的塔北次级凹陷西段。巴润地段所处的巴彦乌拉铀矿床，是典型的古河谷砂岩型铀矿床，具有矿冶开发成本低和绿色环保的优势，因此，对巴润地段进行成矿特征分析，对于以后的找矿工作和矿冶开发具有较好的指导意义。

2.地质特征

坳陷蚀源区主要由上元古界、上古生界和海西期花岗岩组成，铀源丰富。赛汉组、二连组为河流相和三角洲相沉积，河道砂体发育，岩性主要为成熟度低、富含有机质和黄铁矿等还原性介质的灰色碎屑岩，是铀矿的主要赋存场所。

2.1残留体特征

二连盆地在整个发展演化的过程中，由于构造的差异性和多期性，在一定程度上限制了产铀能力。成矿板块构造背景由于地层隆起或坳陷揭示了不同的构造背景。巴润地段賽汉组上段底板形态也反映了河谷型盆地特征，研究发现古近系残留厚度分布存在如下规律：巴润地段的古近系厚度等值线大体呈南西一北东向蛇曲展布。走向上，在南西部厚度值大（50m～70m），往北东方向地层厚度值减小（20m～50m）；倾向上，北西部地层厚度值小，向南部加大，在南东边部地层厚度值较小，与古近系沉积时期北西部抬升幅度强于南东部有关。

2.2地层特征

巴润地段分布在塔北凹陷西部，目的层的展布与其底板形态基本一致，地层厚度较大处正好与底板相对低凹处相吻合，说明赛汉组上段古河谷主要沿地势相对低凹处发基金项目：中国核工业地质局项目（编号：201602-01）资助。育。矿体主要在南部50m～80m的地层厚度范围均有分布，从倾向上看，矿体主要分布在地层厚度相对较大的部位。巴润地段赛汉组上段地层的沉积中心主要位于中部偏南方向，呈带状展布，向东方向延伸变浅。

23沉积相特征

巴润地段赛汉组上段含矿含水层砂体和顶部的泛滥沉积的泥岩、下伏的赛汉组下段的湖相泥岩构成稳定的“泥-砂-泥”结构。对目的层进行成因标志分析，大部分钻孔具有典型的辫状河特征。

以BZK479-171孔为例，其赛汉组上段辫状河发育的成因相组合类型较全（图1），其中Psl小层序主要为河道边缘组合，Ps2小层序主要为砂-砾质辫状河道充填，局部发育泛滥平原及河道边缘沉积，Ps3小层序为泛滥平原沉积。在河道边缘组合中可识别出具有灰色带黄斑的粉砂岩、泥岩夹砂岩的细粒沉积，河道充填组合主要为砂-砾质辫状河道。

3.铀成矿特征

3.1成矿控制因素

（1）构造

早白垩世，塔北凹陷始终为马尼特坳陷西部的沉积沉降中心，其在早白垩世晚期由断陷转换成坳陷型，该凹陷南北紧邻巴音宝力格隆起及苏尼特隆起，物源充足，内部所形成的负地形控制着赛汉组上段古河谷砂体的发育。巴彦乌拉铀矿床（包括巴润地段铀矿体）产于该古河谷中。

晚白垩世古河谷北侧断裂逆冲，发育潜水一层问氧化作用，造成北部及西部的抬升明显加大，古含氧水主要从北、北西向南、南东渗入，形成从北向南侧向发育的氧化带及铀成矿。由于该区抬升较强，所以上部全部砂体被氧化。

（2）铀源

巴润地段南北两侧蚀源区分布大面积的中酸性侵入岩与火山一沉积岩，规模较大的岩体有苏左旗岩体、红格尔岩体等，伽玛照射量率为9.55nC/kg.h～10.06nC/kg.h，铀含量高，有大面积铀的异常场及迁移高场，铀浸出明显，可提供丰富的铀源；另外，含矿砂体物质成份分析表明，砂体碎屑物主要来自周边的花岗岩，这对岩石中铀的预富集提供有利条件，白垩系铀含量为6.7×10^-6，为后生成矿提供丰富的铀源条件。

（3）沉积体系

巴润地段B511-B471线铀矿体主要产在赛汉组上段古河谷砂体中，古河道砂岩型铀矿的最显著的特点是铀矿化受古河道控制，且直接产于古河道砂岩之中。通常，古河道充填物及其周边物质的颗粒度具有“三维”变化趋势。沿古河道流向，古河道充填物的颗粒由粗逐渐变细；顺古河道横切面，古河道中泥沙的颗粒由细逐渐变粗。研究区其上为同组泥岩、下部为赛汉组下段泥岩夹煤层，构成有利成矿的“泥-砂-泥”地层结构；赋矿岩性以灰色、灰绿色砂质砾岩、含砾粗砂岩为主，部分矿石为中细砂岩及少量含粉砂细砂岩，为多粒级组合体，成份及结构成熟度低，非均质性差；矿石中普遍含有机炭和黄铁矿，其中细脉状炭屑及呈胶结物产出的黄铁矿是吸附态铀的重要载体。

（4）氧化带控矿

含氧大气水和盆地周围基岩裂隙水不断补给盆地潜水和层间水，巴润地段主含矿层赛汉组上段古河谷砂体发育潜水一层间氧化带，氧化带的形态控制着矿体的分布。平面上，矿体主要分布在氧化一还原过渡带，在未蚀变带也有分布。垂向上，氧化带呈层状，在南西部及南东部偶见舌状氧化带，所形成的矿体受潜水一层间氧化带控制，主要位于氧化iS原带界面下侧残留灰色砂体中，矿体呈板状。

3.2成矿规律

（1）巴润地段处于早白垩世形成的塔北次级凹陷中，位于凹陷纵向沉降中心部位，铀矿化产于沿凹陷长轴部位形成的赛汉组上段古河谷砂体中。并且其铀矿体主要产于古河谷南侧部位，其展布与古河谷长轴方向基本一致；

（2）矿体在平面上呈不规则状、剖面上呈板状，其形态受氧化带界面控制；

（3）赋矿岩性为多粒级砂岩组合体，非均质性差，造成该区南部主矿体内存在多层夹石层、垂向上矿体分层；矿石中普遍含有机炭和黄铁矿，其中细脉状炭屑及胶结状黄铁矿是吸附态铀的重要载体；

（4）含矿层均遭受后期水解、次生还原、氧化等改造作用；含矿碎屑岩中的粘土矿物成分以蒙皂石、伊利石及高岭石为主，形成大量的吸附态铀。

4.结论

二连盆地马尼特坳陷巴润地段古河谷特征明显，周边蚀源区分布的花岗岩为其提供了丰富的铀源条件，而早白垩世形成的凹陷负地形背景有利于蚀源区的含铀含氧水的流入汇集。赛汉组上段的辫状河道砂体为铀的运移提供了很好的储存空间，潜水一层间氧化作用和砂岩中丰富的黄铁矿、有机炭等还原介质形成了有利于铀富集的还原障和载体，砂体及其上下泥岩层构成的稳定“泥-砂-泥”结构也为铀提供了很好的保矿盖层。

铀矿体分主要布于巴润地段赛汉组上段砂体埋深相对较深的南侧区域，呈层状、板状产于氧化带界面以下还原砂体并近乎平行于底板，矿体展布受控于氧化带及目的层底板构造。

在二连盆地中寻找古河谷砂岩型铀矿，重点在坳陷中寻找古河道；而在巴彦乌拉地区，可根据巴润地段铀成矿规律在古河谷的上下游继续探索寻找古河谷砂岩型铀矿。